本文提出一种基于圆组逼近算法的不规则嵌片填充算法,用于解决Opus Palladium风格的平面镶嵌画模拟问题。借助嵌片多边形的直骨架,得到从内部逼近嵌片轮廓的圆组。在平面有界区域内利用蓝噪声采样算法优化初始圆组的位置,构建关于圆组的Power图。采用松弛法,让圆组在其对应封闭的Power区域内增长到最大。通过不断迭代地生成Power图和优化圆组,得到嵌片紧凑排列的结果。利用不规则嵌片填充问题的解决思路,本文提出了一种基于球组逼近算法的三维装箱问题解决方案,借助几何体的中轴面,生成从内部逼近几何体轮廓的球组。在三维空间有界容器内利用Lloyd算法优化球组的初始分布,构建关于球组的Power图,通过迭代生成Power图和优化球组,得到几何体紧凑排列的结果。大量实验表明,本文提出的不规则嵌片填充算法能够避免嵌片之间相互阻碍增长的现象,防止迭代过程过早达到稳定状态,提高嵌片的覆盖率,有效地减少了程序执行时间,增强了算法的鲁棒性。本文将平面镶嵌画模拟算法应用于图片拼贴,相对于现有方法,本文提出的算法对图片的显著性信息提取要求不高,图片拼贴结果很好地保留了图片的显著性信息。本文提出的基于球组逼近算法的三维装箱问题解决方案能够处理规则和不规则几何体的三维装箱问题,适应不同数量的几何体装箱,生成足够紧致的几何体排列结构,算法的鲁棒性和有效性得到体现。